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巨噬细胞迁移抑制因子(Macrophage migration inhibitory factor,MIF)是一种关键的多功能蛋白质,在先天性免疫应答和适应性免疫应答反应中起着重要的调节作用。MIF作为一种促炎细胞因子,可以促进其它炎症因子的释放,拮抗糖皮质激素的免疫抑制作用,被认为是一个强有力的抗炎作用的靶点。此外,MIF还具有催化活性,MIF互变异构酶抑制剂在多种动物炎症模型上显示出良好的治疗保护效果。因此,以MIF互变异构酶活性为靶点,开发新型小分子抑制剂成为一种重要的针对MIF相关疾病的治疗策略。在本文中,我们首先采用分子对接打分等计算机虚拟筛选方法从化合物库中筛选出可能与MIF活性位点相结合的化合物,接下来通过酶活性测定实验从中筛选出10个有效的酶活性抑制剂,其中有3个化合物(#1,#2和#9)的IC50均比ISO-1(MIF典型抑制剂,IC50=14.4?M)低,尤其是#1的IC50已经达到纳摩尔级别(IC50=550 nM),抑制活性是已知的MIF抑制剂ISO-1的26倍。进一步的细胞实验结果表明这三个化合物对MIF诱导的生物活性包括糖皮质激素的免疫抑制,细胞趋化作用以及磷酸化ERK的激活也具有强烈的抑制作用,而且比ISO-1效果更为显著。近年来发现神经退行性疾病与胶质细胞激活诱导的炎症有关,MIF酶活性抑制剂在外周巨噬细胞的抗炎保护作用已经明确,但是对于神经炎症的作用尚未有报道,因此我们进一步研究了#1(命名为Z-590)在BV-2小胶质细胞激活产生神经炎症中的作用,结果显示Z-590通过抑制MAPKs信号转导通路可以显著的抑制LPS诱导激活的BV-2小胶质细胞中一氧化氮(NO),肿瘤坏死因子(TNF-?),白介素6(IL-6),白介素1?(IL-1?),环氧合酶(COX-2),诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的产生以及ROS的释放,显示出强有力的抗炎作用。此外,Z-590还可以显著降低激活的BV-2小胶质细胞对周围邻近HT22海马神经元细胞产生的细胞毒性作用。前面的实验结果已经证明Z-590不仅可以显著抑制MIF互变异构酶活性,对MIF的生物活性以及LPS介导神经炎症也具有强烈的抗炎保护作用。然而Z-590类似物的构效关系及其内在活性还不清楚。因此,我们通过相似性搜索以及化学合成的方法,得到了Z-590的一系列类似物,其中有31个化合物的MIF酶抑制活性IC50均在10?M以下,6个化合物在1?M以下。酶活性最强的#5(IC50=370nM),不仅可以在体外抑制脂多糖(LPS)诱导的巨噬细胞的活化,显著降低TNF-?和IL-6等炎症因子的产生,对于体内LPS引起的小鼠内毒素休克死亡也具有一定的保护作用,存活率在0.5 mg/kg剂量时从0增加到35%,1 mg/kg时增加到45%。综上所述,通过计算机模拟筛选及酶活性测定实验,我们发现了一系列新型MIF互变异构酶活性小分子抑制剂,这些化合物不仅可以显著抑制MIF介导的RAW264.7外周巨噬细胞的炎症反应,对LPS诱导的小胶质细胞的激活介导的神经炎症也展现出强有力的抗炎和神经保护作用。此外,我们还分析了Z-590类似物的构效关系,并且进一步研究了抑制MIF酶活性最强的化合物在体内的抗炎活性,发现其可以显著降低LPS诱导的小鼠脓毒症的致死率。以上研究表明设计小分子抑制剂靶向MIF的互变异构酶活性中心,可以有效治疗脓毒症等炎症相关疾病。